\section{混和物的分离}\label{sec:4-5}

我们在生产和生活中，接触到的物质很多都是混和物，如石油、粗盐、蓝墨水等等。
化工生产的产品也常混有少量的杂质。为了适应各种不同的需要，常常要把混和物里的几种物质分开，
得到较纯净的物质，这叫做混和物的分离。这里介绍几种常用的混和物分离的方法。

\subsection{过滤}

过滤是把不溶于液体的固体物质跟液体分离的一种方法。
如粗盐的提纯就是把粗盐溶于水，经过过滤，把不溶于水的固体杂质除去。


\subsection{结晶}

\begin{wrapfigure}[13]{r}{5cm}
    \centering
    \includegraphics[width=3cm]{../pic/czhx1-ch4-9}
    \caption{过滤}\label{fig:4-9}
\end{wrapfigure}

几种可溶固态物质的混和物，可根据它们在一种溶剂里溶解度的不同，用结晶的方法，加以分离。

\begin{shiyan}
    在烧杯里加入 10 克硝酸钾和食盐的混和物（食盐的量较少）。
    注入 15 毫升水，加热，使混和物完全溶解。
    然后冷却，观察硝酸钾晶体的析出。再进行过滤（图 \ref{fig:4-9}），硝酸钾晶体留在滤纸上，
    食盐仍然溶解在滤液里。为什么？
\end{shiyan}

实验表明，先在较高的温度下制成硝酸钾的饱和溶液，由于硝酸钾的溶解度受温度的影响较大
（在 80 ℃ 时，硝酸钾的溶解度是 169 克，在 20 ℃ 时是 31.6 克）,
当温度降低时，部分硝酸钾从溶液里结晶出晶体。
而食盐的溶解度受温度的影响较小
（在 80 ℃ 时食盐的溶解度是 38.4 克， 在 20 ℃ 时是 36 克），大部分食盐仍溶解在溶液里。
经过过滤，就能得到较纯净的硝酸钾晶体。但这些硝酸钾晶体仍混有少量的食盐。
大部食盐仍留在滤液里，这种滤液叫做母液。
要得到纯度更高的硝酸钾晶体，可把结晶出来的硝酸钾晶体重新溶解在蒸馏水里，加热，制成饱和溶液，
冷却，使它再一次结晶，然后过滤，食盐留在母液里。
这样的分离方法叫做\zhongdian{重结晶}或叫\zhongdian{再结晶}。
有时要经过几次结晶，才能得到纯度高的晶体。
这种分离方法能除去混和物里的杂质，得到纯净的物质，因此，又叫做提纯。结晶、重结晶在工业生产上应用很广。
例如，在化工生产上从光卤石（主要成分是 \ce{KCl . MgCl2 . 6H2O}， 还有 \ce{NaCl} 等杂质）
中分离氯化钾和氯化镁等物质；在医药工业上提纯产品等等。


\subsection{蒸馏}

蒸馏是分离和提纯液态混和物常用的方法。
应用这一方法可以把沸点不同的物质从混和物中分离出来，还可以把混在液体里的杂质去掉。
例如，在实验室里制取蒸馏水等就是用蒸馏的方法。

\begin{shiyan}
    按图 \ref{fig:4-10} 所示将蒸馏烧瓶、冷凝管、接受器等仪器装配好。
    用烧杯把混有杂质的普通水（如自来水）倒在蒸馏烧瓶里（水的体积应占烧瓶的三分之一到三分之二），
    然后用插有温度计（150 ℃）的橡皮塞把烧瓶盖紧（注意温度计的位置）。给蒸馏烧瓶加热。
    仔细观察温度的变化。当水温达到 100 ℃ 时，水沸腾，水蒸气经过冷凝管冷凝后，收集在锥形瓶里，这是蒸馏水。
\end{shiyan}

\begin{figure}[htbp]
    \centering
    \includegraphics[width=8cm]{../pic/czhx1-ch4-10}
    \caption{蒸馏装置}\label{fig:4-10}
\end{figure}

混和物分离的方法很多，其它方法将在高中化学课里学习。


\begin{xiti}

\xiaoti{怎样从硫酸锌的溶液里把硫酸锌分离出来？}

\xiaoti{把氯酸钾和少量二氧化锰混和，放在试管里加热，使氯酸钾完全反应。在试管里剩下的物质是什么？
    写出反应的化学方程式。用什么方法可把剩下的物质分开，从而得到纯净的物质？\\
    （提示：二氧化锰不溶于水。）
}

\xiaoti{干馏和蒸馏有什么不同？}

\xiaoti{现有 30 ℃ 的硝酸钾饱和溶液 250 克。}
\begin{xiaoxiaotis}

    \xxt{当温度不变时，如果把溶剂减少 50 克，有多少克硝酸钾晶体析出？}

    \xxt{如果把 250 克饱和溶液的温度降低到 20 ℃，有多少克硝酸钾晶体析出？}

    \hspace*{2em}（提示：硝酸钾的溶解度可由表 \ref{tab:4-1} 查得。）

\end{xiaoxiaotis}

\end{xiti}

